一种充气轮胎和充气轮胎防穿刺方法

技术领域

本发明涉及充气轮胎技术领域，具体涉及一种充气轮胎和充气轮胎防穿刺方法。

背景技术

防爆轮胎是目前较为常用的安全轮胎，其胎壁具有厚度大、硬度高等特点，即使防爆轮胎被尖锐物件刺穿、胎压降低，强度较高的胎壁仍可维持车辆正常行驶，不会发生爆胎等情况，使车辆能够行驶至可更换轮胎的地点。但由于胎壁的厚度大、硬度高，车辆整体的舒适度较差，且防爆轮胎会发出较大噪音。

为解决如上问题，现有技术中采用自密封橡胶轮胎，即在轮胎的内衬层设置由高粘性橡胶组合物构成的密封层的轮胎。在尖锐物件穿透轮胎胎面后，密封层的高粘性橡胶组合物会包覆于尖锐物件的表面，防止气压泄漏，并在尖锐物件去除后，利用适宜的流动性流入穿刺孔，使轮胎内部保持密封，达成防穿刺效果。

但是，现有技术中的自密封橡胶轮胎在被尖锐物件从轮胎花纹沟底部穿刺破坏时，该情况的轮胎创口较大，密封层会无法完全包覆尖锐物件，并且在尖锐物件去除后，也无法将轮胎内部完全密封，导致轮胎的胎压降低，发生爆胎等危险情况，影响车内人员的人身安全。

因此，如何提供一种能够应对尖锐物件从轮胎花纹沟底部穿刺破坏的充气轮胎，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够应对尖锐物件从轮胎花纹沟底部穿刺破坏的充气轮胎。

为解决上述技术问题，本发明提供一种充气轮胎，包括胎面层和加固层，所述胎面层外侧设置有若干花纹沟，所述充气轮胎还包括覆盖于所述加固层内侧的密封层，所述密封层的材质为自密封橡胶组合物，所述密封层包括加强密封结构，所述加强密封结构完全覆盖在所述加固层内侧与所述花纹沟相对应的位置。

采用如上结构，当尖锐物件从花纹沟底部向充气轮胎内部穿刺时，与该花纹沟相对应的加强密封结构能够包覆于尖锐物件的表面，防止充气轮胎内部的气压泄漏；当尖锐物件从充气轮胎拔出或去除时，加强密封结构及穿刺孔周边的密封层能够流入穿刺孔，并使充气轮胎保持密封，防止充气轮胎内部的气压泄漏，有效防止充气轮胎被尖锐物件穿刺破坏。

可选地，所述密封层整体厚度相同，所述密封层与所述花纹沟相对应位置的部分为所述加强密封结构，所述加强密封结构的强度大于所述密封层其余部分的强度。

可选地，所述密封层包括分体设置的第一密封层和第二密封层，所述第二密封层为所述加强密封结构，所述第二密封层设置于所述第一密封层的内侧，所述第二密封层和所述第一密封层分层设置或者一体设置。

可选地，所述第二密封层长度方向随所述花纹沟延伸，所述第二密封层的宽度大于或等于相对应所述花纹沟的最大沟宽。

可选地，所述第一密封层的厚度范围在1毫米至10毫米之间。

可选地，所述第二密封层的厚度范围在0.5毫米至8毫米之间。

可选地，所述第一密封层和所述第二密封层的材质为相同组分或不同组分的自密封橡胶组合物。

可选地，所述第一密封层和所述第二密封层分别通过多种不同组分的自密封橡胶组合物复合形成。

可选地，所述第二密封层通过相同或不同截面形状的密封条拼接而成。

一种充气轮胎防穿刺方法，在所述充气轮胎内侧覆盖自密封橡胶组合物材质的密封层，所述密封层包括加强密封结构，所述加强密封结构完全覆盖与所述充气轮胎的花纹沟相对应的位置；当有尖锐物件从所述花纹沟底部刺向所述充气轮胎的内部时，所述加强密封结构和所述密封层能够包覆于所述尖锐物件，防止所述充气轮胎内部的气压泄漏；当所述尖锐物件从所述充气轮胎内部拔出或去除时，所述加强密封结构和所述密封层能够流向穿刺孔，并使所述充气轮胎保持密封，防止所述充气轮胎内部的气压泄漏。

附图说明

图1是本发明实施例所提供具有四条花纹沟的充气轮胎的侧视剖面结构示意图；

图2是图1中充气轮胎设有加宽第二密封层时的侧视剖面结构示意图；

图3是发明实施例所提供具有三条花纹沟的充气轮胎的侧视剖面结构示意图；

图4是图1中充气轮胎被尖锐物件从花纹沟底部穿刺时的局部结构示意图；

图5是图1中充气轮胎第二密封层的第一种实施方式的结构示意图；

图6是图1中充气轮胎第二密封层的第二种实施方式的结构示意图；

图7是图1中充气轮胎第二密封层的第三种实施方式的结构示意图；

图8是图1中充气轮胎第二密封层的第四种实施方式的结构示意图；

图1-8中的附图标记说明如下：

1胎面层、11花纹沟、2加固层、3密封层、31第一密封层、32第二密封层、4尖锐物件。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图4，图1是本发明实施例所提供具有四条花纹沟的充气轮胎的侧视剖面结构示意图；图4是图1中充气轮胎被尖锐物件从花纹沟底部穿刺时的局部结构示意图。

本发明实施例提供一种充气轮胎，包括胎面层1和加固层2，胎面层1外侧设置有若干花纹沟11，该外侧是指相对于充气轮胎的周向外侧。本实施例还包括覆盖于加固层2内侧的密封层3，密封层3的材质为自密封橡胶组合物，密封层3还包括加强密封结构，加强密封结构完全覆盖与花纹沟11相对应的位置。

需要说明，上文所描述的自密封橡胶组合物具有独特的物理及化学性质，其具有足够的延展性及流动性，且具有耐老化、抗分解等特点，在较广的温度范围内均能够保持较好的防穿刺效果。在夏季车辆行驶条件下，轮胎内部产生高温，自密封橡胶组合物也不会脱离原所在位置或流动；在冬季车辆行驶条件下，轮胎内部温度较低，自密封橡胶组合物也能够保持良好的密封性能及延展性、流动性。

采用如上结构，当尖锐物件4从花纹沟11底部，即从与充气轮胎内部最为接近的位置向充气轮胎内部穿刺时，具体请参考图4，与该花纹沟11相对应的加强密封结构能够完全包覆尖锐物件4的表面，使尖锐物件4无法完全刺穿密封层3，充气轮胎内部的气压便不会泄漏；

当尖锐物件4从充气轮胎拔出或去除时，胎面层1和加固层2便会存在穿刺孔，而且由于尖锐物件4从花纹沟11的底部刺入，该穿刺孔较大，此时加强密封结构和穿刺孔周边的密封层3能够流入穿刺孔内，将穿刺孔完全堵住，使充气轮胎保持密封状态，防止充气轮胎内部的气压泄漏，充气轮胎仍可正常使用，有效防止充气轮胎被尖锐物件4穿刺破坏。

密封层3可以是整体厚度相同，且覆盖在加固层2内侧与花纹沟11相对应位置的部分强度较高，该部分即为加强密封结构，强度较高是指加强密封结构的材质相较于其他位置的密封层3，选用强度更强、防穿刺性能更高的自密封橡胶组合物。

加强密封结构还可以是设置于密封层3内侧，与密封层3分层设置或一体设置，分层设置是指加强密封结构与密封层3是分体设置的单独密封结构，一体设置是指加强密封结构是由密封层3内侧局部加厚而成。本发明对于加强密封结构的设置方式不做限定，只要加强密封结构的材质同样为自密封橡胶组合物，且其能够防止尖锐物件4刺穿充气轮胎使充气轮胎内部的气压泄漏即可。

请参考图3，图3是发明实施例所提供具有三条花纹沟的充气轮胎的侧视剖面结构示意图。

本实施例中加强密封结构的数量及设置位置需要与花纹沟11相对应，如图1所示，若实施例中的充气轮胎具有四条花纹沟11，则需要设置与之对应的四条加强密封结构；如图3所示，若实施例中的充气轮胎具有三条花纹沟11，则需要设置与之对应的三条加强密封结构；可以理解，充气轮胎还可能具有其他数量的花纹沟11，或具有其他作用的凹陷结构，那么便需要设置与之对应的其他数量或设置位置的加强密封结构，本发明对此不做限定。花纹沟11可以是沿充气轮胎的周向连续延伸的环形沟槽，此时，加强密封结构也是环形设置，花纹沟11还可以是断续延伸的多个沟槽段，此时的加强密封结构可以是沿充气轮胎周向环形设置，也可以是只对应花纹沟11。

请继续参考图1，本实施例中密封层3可以包括分体设置的第一密封层31和第二密封层32，第一密封层31覆盖于加固层2的内侧，第二密封层32即为上文所描述的加强密封结构。第一密封层31可以对充气轮胎的整体进行防穿刺保护，第二密封层32则可以对充气轮胎的薄弱位置进行加强防穿刺保护。

请参考图2，图2是图1中充气轮胎设有加宽第二密封层时的侧视剖面结构示意图。

本实施例中第二密封层32长度方向随花纹沟11延伸，且第二密封层32的宽度大于或等于相对应花纹沟11的最大沟宽。其中，花纹沟11的最大沟宽即为胎面层1最外侧，花纹沟11两个沟沿之间的最大距离。具体如图1-3所示，图1-3中以充气轮胎中一组相对应的花纹沟11和第二密封部32为例，所标注的L即为第二密封层32的宽度，M即为花纹沟11的最大沟宽，图1和图3中，L等于或略大于M，即第二密封层32的宽度等于或略大于花纹沟11的最大沟宽；图2中L大于或远大于M，即第二密封层32的宽度大于或远大于花纹沟11的最大沟宽。

在实际应用中，第二密封层32可以是如图1所示，宽度等于或略大于花纹沟11的最大沟宽，也可以是如图2所示，宽度大于或远大于花纹沟11的最大沟宽；只要第二密封层32能够防止尖锐物件4从花纹沟11的底部刺穿充气轮胎即可，本发明对此不做限定。

本实施例中，第一密封层31的厚度范围在1毫米至10毫米之间。

在该厚度范围条件下，第一密封层31便具有足够的防穿刺性能，且重量较低。若充气轮胎需要在较为恶劣的条件下使用，即被穿刺概率较大且次数较多时，则可将第一密封层31的厚度设置的较大，例如接近10毫米；若充气轮胎需要在较为安全的条件下使用，即被穿刺概率较小且次数较少时，则可将第一密封层31的厚度设置的较小，例如接近1毫米。

本实施例中，第二密封层32的厚度范围在0.5毫米至8毫米之间。

与第一密封层31相同，在该厚度条件下，第二密封层32也具有足够的防穿刺性能，且重量较低。若充气轮胎需要在较为恶劣的条件下使用，即被穿刺概率较大且次数较多时，则可将第二密封层32的厚度设置的较大，例如接近8毫米；若充气轮胎需要在较为安全的条件下使用，即被穿刺概率较小且次数较少时，则可将第二密封层32的厚度设置的较小，例如接近0.5毫米。

本实施例中，第一密封层31和第二密封层32的材质为相同组分的自密封橡胶组合物；或者，第一密封层31和第二密封层32的材质为不同组分的自密封橡胶组合物；亦或，第一密封层31和第二密封层32通过多种不同组分的自密封橡胶组合物复合形成。

可以理解，无论第一密封层31和第二密封层32为何种材质，只要其包含在自密封橡胶组合物的范围内，且能够实现上文所描述的各种功能，便均应包含在本发明的保护范围内。

请参考图5-8，图5是图1中充气轮胎第二密封层的第一种实施方式的结构示意图；图6是图1中充气轮胎第二密封层的第二种实施方式的结构示意图；图7是图1中充气轮胎第二密封层的第三种实施方式的结构示意图；图8是图1中充气轮胎第二密封层的第四种实施方式的结构示意图。

如图5-8所示，第二密封层32可以是通过多种相同或不同截面形状的密封条拼接而成。图5中，第二密封层32为梯形结构，第二密封层32和第一密封层31都可以是两条以上密封条结构沿胎面的宽度方向拼合形成，其中第二密封层32由梯形密封条和平行四边形两个密封条拼合形成；图6中，第一密封层31及第二密封层32为沿胎面宽度方向排列的两条以上长条形的密封条结构重叠并组合而成；图7中，第二密封层32为沿内外方向叠加排列的两条以上相同密封条结构组合而成；图8中，第二密封层32为一条密封条结构，大致为椭圆形结构。

需要说明，充气轮胎中密封层3是通过喷枪喷涂于加固层2内侧并凝固形成，密封层3的具体形状由喷枪的喷涂位置及喷口形状决定，第二密封层32由沿胎面宽度方向或沿内外方向的多个密封条结构组合而成时，即是通过喷枪在对应方向多次喷涂而成，最终形成的各密封条之间没有较为明显的分界线，与其他类似结构的第二密封层32仅是形成方式不同，但该种结构仍应视为与其他类似结构不同的实施方式。

可以理解，除上述各形状外，第二密封层32还可以为其他的形状，只要其能够覆盖与花纹沟11相对应的位置，且防止充气轮胎被穿刺即可，本发明对此不做限定。

本实施例还对上述密封层3的设置方式进行了对比实验，本对比实验分别采用两种自密封橡胶组合物，分别定义为第一组合物和第二组合物，其中，第一组合物的强度较低、防穿刺性能较低，第二组合物的强度较高、防穿刺性能较高。

具体请参考下述表1：

表1：对比实验各组具体参数

分别对上述第一组至第六组的胎面层1外侧和花纹沟11底部，通过相同的尖锐物件4进行六次穿刺，具体结果请参考下述表2：

表2：对比实验结果

表2中的2/6表示六次穿刺中有两次穿刺中和穿刺后充气轮胎完全密封，6/6表示六次穿刺中有六次穿刺中和穿刺后充气轮胎完全密封。

由表2可知，采用本实施例所提供的充气轮胎，具有加强密封结构的密封层3能够有效防止充气轮胎被尖锐物件4穿刺破坏，即使尖锐物件4从花纹沟11底部向充气轮胎内部穿刺，也能够使充气轮胎保持密封；而且本实施例中密封层3相较于整体加厚的设置方式，其整体重量较低，具有轻量化优势。

本发明还提供一种充气轮胎防穿刺方法，具体步骤如下：

在充气轮胎内侧覆盖自密封橡胶组合物材质的密封层3，密封层3包括加强密封结构，加强密封结构完全覆盖与充气轮胎的花纹沟11相对应的位置；

当有尖锐物件4从花纹沟11底部刺向充气轮胎的内部时，加强密封结构和密封层3能够包覆于尖锐物件4，防止充气轮胎内部的气压泄漏；

当尖锐物件4从充气轮胎内部拔出或去除时，加强密封结构和密封层3能够流向穿刺孔，并使充气轮胎保持密封，防止充气轮胎内部的气压泄漏。

采用该方法，能够有效防止充气轮胎被尖锐物件4穿刺破坏。其中，密封层3即为上文所描述的密封层3，由于密封层3已经具有如上的技术效果，那么在本方法中，密封层3也应具有相同的技术效果，故在此不再赘述。

进一步地，密封层3包括分体设置的第一密封层31和第二密封层32，第一密封层31覆盖于加固层2内侧，第二密封层32为加强密封结构；

当尖锐物件4从花纹沟11底部刺向充气轮胎的内部时，第一密封层31和第二密封层32能够分别包覆于尖锐物件4；

当尖锐物件4从充气轮胎内部拔出或去除时，第一密封层31和第二密封层32能够分别流向穿刺孔，并使充气轮胎保持密封。

其中，第一密封层31和第二密封层32即为上文所描述的第一密封层31和第二密封层32，由于第一密封层31和第二密封层32已经具有如上的技术效果，那么在本方法中，第一密封层31和第二密封层32也应具有相同的技术效果，故在此不再赘述。

另外，本实施例中对于第一密封层31和第二密封层32的厚度不再限定，在实际应用中可根据实际充气轮胎所需的防穿刺强度自由设置。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。